[实用新型]一种双环带多级螺旋槽干气密封环

说明书

本实用新型涉及一种双环带多级螺旋槽干气密封环，属于旋转式流体机械密封技术领域。该双环带多级螺旋槽干气密封环包括干气密封动环和干气密封静环，干气密封动环和/或干气密封静环的密封端面上设有双环带多级螺旋槽结构；双环带多级螺旋槽结构包括若干对内层多级螺旋槽和若干对外层多级螺旋槽，内层多级螺旋槽和外层多级螺旋槽均分别沿周向均匀分布，每对内层多级螺旋槽与外层多级螺旋槽的螺旋槽均分别依次增大或减小且内层多级螺旋槽与外层多级螺旋槽的螺旋角方向相反，内层多级螺旋槽与干气密封动环和/或干气密封静环的密封面内径之间设置有密封端面坝区，外层多级螺旋槽开口位于密封端端面高压侧，内层多级螺旋槽位于密封端端面低压侧。

技术领域

本实用新型涉及一种双环带多级螺旋槽干气密封环，属于旋转式流体机械密封技术领域。

背景技术

非接触式气膜密封通过端面槽型结构旋转产生的动压效应，使得密封面间的间隙增大，减少磨损，延长密封结构寿命，端面槽型的结构参数影响着动压效应的强弱，进而影响密封效果的好坏。其中，螺旋槽端面密封因其具有低磨损、低泄漏、低能耗、安全性好和稳定性高等优点,目前广泛应用于石油、化工、航空和航天等领域。

螺旋槽端面密封相对旋转的密封面是一对摩擦副，通过密封面的相对运动，来达到减小泄漏量，甚至实现零泄漏的目的。随着研究开发工作的不断深人，对螺旋槽端面密封无泄漏、无污染、长寿命等综合技术优势有了比较全面的认识，并已成功应用于工程实际。至今，螺旋槽端面密封的研究开发不仅限于单列流体动压槽型：内侧开槽型、外侧开槽型或中间开槽型，而且对双列流体动压槽型螺旋槽端面密封的研究也比较少。此外，流体通过单级螺旋槽所产生的动压效应是有限的，使得密封气膜的承载力或保持非接触的能力有限，容易发生端面的接触磨损，很大程度上抵消了所开槽的减磨优势，造成启动停车效果差、端面磨损和使用寿命短。

此外，随着高新技术和工业的高速发展,对流体密封的性能也提出了更高的要求，如：环保，在高速、高压等极端环境中具有更好的稳定性等。因此，研究和设计新型端面密封以满足高性能要求，成为流体密封研究领域的新热点。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题，如端面开启困难、对变工况适应能力弱等，提出一种流体动、静压结合型的具有双环带多级螺旋槽的干气密封环，本密封环可有效提高端面密封的流体动压效应，降低密封端面直接接触引起的摩擦和磨损程度，从而使得密封环的使用寿命更长。此外，它在相同的条件下，本密封口环比其它密封具有更大的气膜厚度，或者在相同的气膜厚度下具有更大的流体膜刚度。

本实用新型为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种双环带多级螺旋槽干气密封环，包括干气密封动环和干气密封静环，干气密封动环和/或干气密封静环的密封端面上设有双环带多级螺旋槽结构；所述双环带多级螺旋槽结构包括若干对内层多级螺旋槽和若干对外层多级螺旋槽，内层多级螺旋槽和外层多级螺旋槽均分别沿周向均匀分布，每对内层多级螺旋槽与外层多级螺旋槽的螺旋槽均分别依次增大或减小且内层多级螺旋槽与外层多级螺旋槽的螺旋角方向相反，内层多级螺旋槽与干气密封动环和/ 或干气密封静环的密封面内径之间设置有密封端面坝区，外层多级螺旋槽开口位于密封端端面高压侧，内层多级螺旋槽位于密封端端面低压侧；干气密封动环的密封面和干气密封静环的密封面相对设置。

所述内层多级螺旋槽槽深度从高压侧向低压侧逐级增加或逐级递减且同一级内层螺旋槽的深度不变，外层多级螺旋槽槽深度从高压侧向低压侧逐级增加或逐级递减且同一级外层螺旋槽的深度不变；外层多级螺旋槽的径向总宽度大于内层多级螺旋槽的径向总宽度。

所述内层多级螺旋槽的线形为对数螺旋线或阿基米德螺旋线，外层多级螺旋槽的线形为对数螺旋线或阿基米德螺旋线。

所述外层多级螺旋槽的个数为2～30个，内层多级螺旋槽的个数为2～30个。

所述外层多级螺旋槽的级数为2～13级，内层多级螺旋槽的级数为1～12级。